Une nouvelle étude décrit une nouvelle façon de créer les ceintures de radiation de Saturne. Crédit :Emma Woodfield
Une équipe de scientifiques internationaux du BAS, L'Université de l'Iowa et le Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences ont découvert une nouvelle méthode pour expliquer comment les ceintures de radiation se forment autour de la planète Saturne.
Autour de Saturne, et d'autres planètes dont la Terre, les particules chargées énergétiques sont piégées dans le champ magnétique. Ici, ils forment des zones en forme de beignet près de la planète, connu sous le nom de ceintures de radiation, comme les ceintures de Van Allen autour de la Terre où les électrons se déplacent près de la vitesse de la lumière.
Données collectées par la sonde spatiale Cassini de la NASA, qui a tourné autour de Saturne pendant 13 ans, combinés à un modèle informatique BAS ont fourni de nouvelles informations sur le comportement de ces électrons en mouvement rapide. La découverte renverse l'opinion acceptée parmi les scientifiques de l'espace sur les mécanismes responsables de l'accélération des électrons à des énergies aussi extrêmes dans les ceintures de rayonnement de Saturne. Les résultats de l'équipe sont publiés dans la revue Communication Nature cette semaine (jeudi 29 novembre).
On a toujours supposé qu'autour de Saturne, les électrons sont accélérés à des énergies extrêmement élevées par un processus appelé diffusion radiale, où les électrons sont poussés à plusieurs reprises vers la planète, augmenter leur énergie. Une autre façon d'accélérer les électrons est leur interaction avec les ondes plasma comme cela se produit autour de la Terre et de Jupiter avec les ondes Chorus. Autour de Saturne, Les ondes de choeur ont été rejetées comme inefficaces ; cependant, les auteurs ont découvert que dans l'environnement unique de Saturne, c'est une autre forme d'onde plasma appelée onde en mode Z qui est critique.
Selon l'auteur principal, Dr Emma Woodfield du British Antarctic Survey :"Cette recherche est vraiment passionnante parce que les électrons de haute énergie dans la ceinture de radiation autour de Saturne ont toujours été supposés provenir de la diffusion radiale. Nous avons identifié une manière différente de créer une ceinture de radiation qui ne Cette étude nous permet de mieux comprendre le fonctionnement des ceintures de rayonnement à travers le système solaire et aidera les modélisateurs à prévoir plus précisément la météo spatiale sur Terre, qui à son tour protégera à la fois les astronautes et les satellites des dangers des radiations. »
Dr Emma Woodfield poursuit :
"Saturne nous a donné l'opportunité d'ondes abondantes en mode Z, pour vraiment tester ce que ces ondes peuvent faire aux électrons à grande échelle. Certaines personnes pensent que les planètes ne sont que des morceaux froids de roche voyageant dans l'espace vide, mais la façon dont chaque planète interagit avec les particules dans l'espace est complexe, unique et exquis, et les étudier peut nous renseigner sur notre propre planète et les rares événements extrêmes qui se produisent occasionnellement. »
Le professeur Yuri Shprits du Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences déclare :« Je pense qu'il est essentiel de comprendre les environnements radiologiques extrêmes des planètes extérieures. Ces études nous offrent une occasion unique d'évaluer les extrêmes potentiels de la météorologie spatiale terrestre et de comprendre ce les conditions météorologiques spatiales peuvent être autour de planètes au-delà de notre système solaire (exoplanètes)".
L'équipe conclut que l'accélération des électrons par les ondes en mode Z est plus rapide pour énergiser les électrons dans la ceinture de rayonnement de Saturne que la diffusion radiale et que les deux mécanismes fonctionneront ensemble pour maintenir la ceinture de rayonnement de Saturne.
Formation de ceintures de rayonnement électronique à Saturne par accélération des ondes en mode Z par E.E. Woodfield, R.B. Horne, S.A Glauert, J.D. Menietti, Y.Y. Shprits et W.S. Kurth est publié dans Communication Nature ici
Ceintures de radiation de Van Allen
Les ceintures de radiation de Van Allen ont été détectées par le premier satellite américain Explorer I, qui a été lancé au cours de l'Année géophysique internationale 1957-58. Ils sont composés de particules chargées énergétiques piégées à l'intérieur du champ magnétique terrestre, qui entoure la Terre comme un anneau de beignet. Les électrons énergétiques des ceintures de radiation de Van Allen de la Terre occupent deux régions distinctes.
